JP4763998B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は電子写真方式の複写機、プリンタ、記録装置等の画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトの位置決め構成に関するものである。
シートを搬送して画像を記録する画像形成装置において、従来から、ジャムしたシートの除去や内部ユニットの交換などを目的として、装置の一部を回動させて開閉可能に構成したものがある。このとき、外装を兼ねた回動部に、シート搬送手段や定着手段など、画像形成装置を構成する装置の一部を配置している場合がある。
例えば、ベルト体としての中間転写ベルトを備え、定着器、シート搬送手段としての二次転写ローラ等を支持し、排出トレイの一部を形成する第1の回動部と、中間転写ベルト等を支持する第2の回動部とからなり、これら第1、第2の回動部がそれぞれ別の支点により回動するように構成した画像形成装置がある(特許文献1)。
特開2003−156984号公報(図6,図8,図10)
ここで、上記特許文献1のような回動構成において、中間転写ベルトは第2の回動部に直接固定されているので、中間転写ベルトの位置決めは第2の回動部の回動支点が設けられた筐体と、第2の回動部の少なくとも2部品を介して行われる。
また、二次転写ローラの位置決めも同様に、二次転写ローラを支持する第1の回動部の回動支点が設けられた筐体と、第1の回動部の少なくとも2部品を介して行われることになる。
即ち、出力画像を安定化するのに、中間転写ベルトと二次転写ローラとは高い位置精度にて当接する必要があるにも関わらず、上記構成では中間転写ベルトからみると、第2の回動部,筐体(第2の回動部の回動支点),筐体(第1の回動部の回動支点),第1の回動部を経由し、それぞれの部品精度,取り付け精度によって二次転写ローラとの位置が決められる構成となる。
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間転写体を用いて画像形成を行う画像形成装置にあって、中間転写体の装置本体への位置決め精度より向上させた画像形成装置を提供するものである。
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、像担持体と、前記像担持体から転写されるトナー像を担持する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する張架部材とを備える中間転写ユニットと、前記中間転写ユニットを揺動可能に支持して装置本体に対して開閉可能な第1の開閉部材と、前記装置本体に設けられて、前記張架部材と嵌合することで前記中間転写ユニットを前記装置本体に対して位置決めする位置決め部と、前記装置本体に設けられて、前記中間転写ベルトを介して前記張架部材を圧して前記中間転写ベルトからトナー像を記録材に転写する転写部材を備える転写ユニットと、記録材に転写された像を定着する定着手段を備えて、前記装置本体に対して開閉可能な第2の開閉部材と、を有する画像形成装置において、前記第1の開閉部材が閉じた状態で前記第2の開閉部材が閉じたときに前記転写部材が前記中間転写ベルトを介して前記張架部材を圧するように前記装置本体の前記転写ユニットを移動させて、前記第1の開閉部材が閉じた状態で前記第2の開閉部材が開いたときに前記転写部材が前記中間転写ベルトから離間する方向に前記装置本体の前記転写ユニットを移動させる移動機構を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、装置本体に対する中間転写体の位置決め精度が向上し、出力画像の安定化が図られる。
〔第1実施形態〕
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を用いて説明する。
{画像形成装置の全体構成}
まず、図1を参照して画像形成装置の全体構成について説明する。なお、図1は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
図1に示す画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する像担持体である感光体ドラム10a,10b,10c,10dを4つ配置している。感光体ドラム10a〜10dの周囲には、それぞれ不図示の帯電器、現像器、クリーナが配置され、それらがプロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dとしてユニット化されている。これらプロセスカートリッジ1a〜1dの上部に、各感光体ドラム10a〜10dと接触するようにして、中間転写体であるベルト体の例としての中間転写ベルト2を配置している。
感光体ドラム10a〜10dはそれぞれ不図示の帯電器により帯電し、色分解したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の光像を露光手段6により露光して、感光体ドラム10a〜10dにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの潜像を形成する。それぞれの潜像は現像器により現像して、感光体ドラム10a〜10d上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
感光体ドラム10a〜10dの回転に伴い、トナー像は感光体ドラム10a〜10dと中間転写ベルト2とが当接する一次転写部位に至る。このトナー像は、各感光体ドラム10a〜10dに対向して配設された一次転写ローラ2a〜2dによって、中間転写ベルト2へ順次転写される。一次転写ローラ2a,2b,2c,2dには、後述の電装基板から一次転写バイアスが印加される。
給送カセット4に収納されているシートPは、ピックアップローラ8により1枚ずつ送り出され、レジストローラ9でタイミングを合わされた後、シートPを二次転写ローラ3と中間転写ベルト2で構成されるニップ部に搬送されて、中間転写ベルト2上のトナー像が一括して二次転写される。
その後、トナー像が転写されたシートPは、定着手段である定着器5に搬送され、そこで熱および圧力を受けて定着され、これにより各色のトナーが溶融混色してシートPに固定されたフルカラーのプリント画像とされた後、定着器5の下流に設けられた排出搬送手段21によってシート排出部である排出トレイ7に排出される。
上記構成の本実施形態に係る画像形成装置は、装置本体30の下方より上方へ、給送カセット4、露光手段6、プロセスカートリッジ1a〜1d、中間転写ベルト2、排出トレイ7の順に配設されている。また、装置本体30内には、固定の電源、画像形成装置全体の制御を行う主電装基板が配置されている。さらに、一次転写ローラ2a〜2dおよび二次転写ローラ3に転写バイアスを印加するための電装基板31は、中間転写ベルト2より上方、排出トレイ7より下方に配置されている。ここで排出トレイ7は排出搬送手段21からの排出方向上流側から下流側に向かって上方に傾斜した湾曲面をなしており、排出トレイ7と中間転写ベルト2との間に形成された空間内に電装基板31を配置している。
また、本実施形態の画像形成装置は図1の右側が装置操作方向手前側であり、図1の左側が装置操作方向奥側である。
{中間転写ユニットの位置決め}
次に中間転写ベルト2を有する中間転写ユニット2Aの本体へのセット状態での位置決め構成について説明する。
中間転写ベルト2は張架ローラ2e,2f,2gにより張架され、該張架ローラ2e〜2g及び一次転写ローラ2a〜2d等を支持するための転写枠2hが配設されている。そして、前記中間転写ベルト2、一次転写ローラ2a〜2d、張架ローラ2e,2f,2g、転写枠2hが中間転写ユニット2Aとしてユニット化されている。
中間転写ユニット2Aは、後述するように排出トレイ7を有する排出ユニット51に対して揺動可能に支持されるが、装置本体30に設けられた本体側板11(図4参照)に対し、張架ローラ2e側では本体側板嵌合部11b(図4参照)で高さ及び左右方向が規制される。また、張架ローラ2f側では転写枠2hに設けた座面2iが本体側板11の平面(不図示)に当接して高さ方向が規制される。
また、転写枠2hには張架ローラ2e側と張架ローラ2f側にそれぞれ座面2jを設け、排出トレイ7には前記座面2jの対向位置に排出トレイ7から突出した「く」の字形状の線バネ7bあるいは板バネ等の弾性部材が配設されている。
上記構成により、片側の本体側板11(後述)側では、排出トレイ7の線バネ7bが転写枠2hの座面2jに当接することで、中間転写ユニット2Aは装置操作方向手前側の張架ローラ2e側では本体側板嵌合部11bにより高さ及び左右方向の位置決めがなされ、装置操作方向奥側の張架ローラ2f側では転写枠2hの座面2iが本体側板11の平面(不図示)に当接して高さ方向の位置決めがなされる。なお、前記本体側板11は装置本体内の装置操作方向に向かって左右両側に対向するように同一形状に設けられている。
ここで、前記中間転写ユニット2Aを揺動可能に支持する排出ユニット51と、定着器5を有する定着フレーム35は装置本体30に対して回動することで開閉可能に構成されている。すなわち、第1の開閉部材である排出ユニット51を開くことによってプロセスカートリッジ1a〜1dが露出し、これを交換することが可能となる。また、第2の開閉部材である定着フレーム35を開くことによってシート搬送路が露出し、ジャムしたシートを除去することが可能となる。
次に、前記開閉部材としての定着フレーム35、排出ユニット51の開閉構成について説明する。なお、図2は定着フレーム35を開放した状態を示す断面図であり、図3は排出ユニット51を開放した状態を示す断面図である。
(定着フレームの開閉構成)
図2に示すように、本実施形態では定着フレーム35が回動可能に設けられている。この定着フレーム35には、定着器5およびシート搬送路の例としてのシートパスCの一部を配置し、装置本体30の一方側部(本実施形態では装置操作方向手前側)に設けた支軸101を支点として装置側面に向かって回動可能な構成としている。
従って、ピックアップローラ8によりカセット4より送り出されたシートPが搬送途中でシート詰りを起こし、シートパスC内に滞留した場合、あるいは定着器5内でシートPがシート詰りを起こした場合、定着フレーム35を開放してシート詰り処理を行うような構成となっている。
二次転写手段となる二次転写ローラ3は装置本体30に設けられたホルダ3bに回動自在に保持されており、かつ圧縮バネ3aによって中間転写ベルト2に向かって付勢されている。これら二次転写ローラ3、圧縮バネ3a、ホルダ3bによって、二次転写ローラユニット3cが構成されている。
さらに、二次転写ローラユニット3cは支軸3dを中心にして装置本体に対して回動可能に取り付けられている。そして、前記支軸3dの位置は、定着フレーム35を開放した際に、二次転写ローラユニット3cがその自重により回動したときに、図2に示すように、二次転写ローラ3が中間転写ベルト2から離間する位置に配置されている。
さらに、二次転写ローラユニット3cと定着フレーム35の間には、本体側板(図4中の11)と、これに対向する側板(不図示)とをつないで本体枠の一部を構成する補強部材36が配置されている。この補強部材36には長手方向(図2の表裏方向)両端に開口部(不図示)が形成されている。
一方、定着フレーム35には補強部材36の不図示の開口部の対向位置に離接手段の例としての「く」の字形状に屈曲した線バネ35bが固定されている。定着フレーム35を閉じた際には線バネ35bが不図示の開口部を介してホルダ3bを付勢し、支軸3dを中心として二次転写ローラユニット3cを回動させる。二次転写ローラユニット3cは所定位置にある規制部(不図示)に突き当てられ、位置決めが行われる。すなわち、定着フレーム35を開閉することに伴って、二次転写ローラ3は中間転写ベルト2に対して離接する。
上記構成により、図2に示すように、定着フレーム35を開放すると、二次転写ローラ3が中間転写ベルト2から離間することでシートパスCが開放される。従って、シートPが二次転写ローラ3の中間転写ベルト2とのニップ部前後でシート詰りを起こした場合、容易にシート詰り処理が可能となる。
また、定着器5内にシートPが滞留してシート詰りを起こした場合、定着フレーム35を開放すると、二次転写ローラ3が中間転写ベルト2から離間してシートパスCが開放される。このため、定着器5にシートPをくわえ込んだままシートPが引き出せる。従って、定着器5内の圧解除レバー(不図示)を操作して、定着器5に形成されたローラ対のニップを解除すれば、定着器5に残ったシートPのシート詰り処理を容易に行うことができる。
(排出ユニットの開閉構成)
また、図3に示すように、排出ユニット51が回動可能に設けられている。すなわち、排出ユニット51は、定着フレーム35の支軸101とは反対側(本実施形態では装置操作方向奥側)に設けた支軸100を支点として、装置本体に対して回動可能に支持されている。この排出ユニット51は排出フレーム7aと一体であり、上面に排出トレイ7が形成されている。また、この排出ユニット51に中間転写ベルト2が係合部(不図示)により係合されている。
従って、排出ユニット51を装置本体30に設けた支軸100を支点として開放すると、中間転写ベルト2は排出ユニット51に連動して開放されることになる。従って、消耗品たるプロセスカートリッジ1a〜1dの交換の場合には、排出ユニット51を開放する動作のみでプロセスカートリッジ1a〜1dへのアクセスが可能となる。
(位置決め構成)
次に中間転写ユニット2Aの位置決め構成について説明する。図4乃至図8は排出ユニット51を開放した状態から所定位置にセットするまでの主要部の動作説明図である。
図4乃至図8において、装置本体に設けられた本体側板11には二次転写ローラ3の近傍に排出ユニット51の開閉時に中間転写ユニット2Aの案内をするガイド部11a、位置決めを行う嵌合部11bが設けられている。また、排出ユニット51及び定着フレーム35を閉じた際、二次転写ローラ3の加圧により中間転写ユニット2Aが離間しないように中間転写ユニット2Aの係止部11cが設けられている。
また、プロセスカートリッジ1a〜1dは感光体ドラム10a〜10dの両端にボールベアリング30a,30b,30c,30dが配設され、このボールベアリングの外輪が本体側板11のドラムガイド部31a,31b,31c,31dにガイドされつつ、嵌合部32a,32b,32c,32dまで引き込まれた後、ロック部材(不図示)によりロックされる。即ち、プロセスカートリッジ1a〜1dは本体側板11に直接位置決めされる構成となっている。
中間転写ユニット2Aは排出ユニット51に対して揺動可能に取り付けられ、図4に示すように、排出ユニット51を支軸100を支点として開放した状態では、中間転写ユニット2Aに設けたボス2kが排出ユニット51のU字形状のガイド7cに案内されて組み込まれる。また、排出ユニット51の操作方向手前側(支軸100の反対側)では、中間転写ユニット2Aのロック部材2mの内側で排出ユニット51の爪部7dと係合する。これにより、中間転写ユニット2Aの排出ユニット51からの脱落防止を行うと共に、ロック部材2mの係合を解除することで中間転写ユニット2Aの交換作業性を向上させている。
ここで、図4に示すように、排出ユニット51を開いた状態では中間転写ユニット2Aは固定されていないために自重により排出ユニット51の閉じる方向に落下しようとするが、中間転写ユニット2Aはボス2kがU字形状に形成されたガイド7cの内壁面7e,7fに当接し、かつロック部材2mが爪部7dと係合する範囲で排出トレイ7から離間して姿勢を保持する。
図5は図4の排出ユニット51の開放状態から、中間転写ユニット2Aの一次転写平面が略水平となるまで支軸100を支点として閉じたときの状態を示す。中間転写ユニット2Aは開放状態から水平になるまでその自重により、ボス2kがガイド7cの壁面7e,7fに当接しながら回動する。
ここで、排出ユニット51を閉じたときに、前記中間転写ユニット2Aは前記二次転写ローラ3へ向かって下り傾斜するように構成されている(図7参照)。このため、中間転写ユニット2Aの重心位置、あるいは排出ユニット51を勢い良く閉めるなどの回動動作により、一次転写平面が略水平となるより以前に中間転写ユニット2Aが排出ユニット51の操作方向手前側(支軸100の反対側)に移動することが考えられる。この場合、図6以降の動作を行うことになる。
図6において、2lは中間転写ユニット2Aを本体側板11へ位置決めするために中間転写ユニット2Aに設けられた被嵌合部となるボールベアリングで、張架ローラ2eと同軸上で、その両端に配設された一方を示す。排出ユニット51を図5の状態よりさらに閉じると、中間転写ユニット2Aは自重により二次転写ローラ3側に移動する。なお、前記移動量はロック部材2mと爪部7dの間におけるガタで設定する。
ここで、図6では中間転写ユニット2Aのボス2kがガイド7cの壁面7eに当接するように描いているが、支軸100に近い側の転写枠2hの座面2iが本体側板11の平面(不図示)に当接するよう、座面2iと本体側板11の平面を設定していても良い。
排出ユニット51を閉じる方向に回動していくうち、ボールベアリング2lの外輪が本体側板11のガイド部11aに当接しつつ、図7に示すように、嵌合部11b、係止部11cまで引き込まれ、中間転写ユニット2Aの二次転写ローラ3側での位置決めがなされる。
また前述のように、二次転写ローラ3の反対側(支軸100側)では転写枠2hの座面2iが本体側板11の平面(不図示)に当接して高さ方向の位置決めを行う。そして、排出ユニット51の線バネ7bが座面2jに当接して中間転写ユニット2Aが固定される。
図8は、排出ユニット51を閉じて装置本体に固定した後、定着フレーム35を閉じた状態を示す。定着フレーム35を閉じると、前述のように線バネ35bがホルダ3bを付勢し、支軸3dを中心として二次転写ローラユニット3cを回動させる。そして、中間転写ユニット2Aの主位置決め部材たるボールベアリング2lと同軸上の張架ローラ2eに、中間転写ベルト2を介して二次転写ローラ3が当接する。
ここで、排出ユニット51及び定着フレーム35を閉じた状態で、本体側板11には中間転写ユニット2Aのボールベアリング2lの外輪との嵌合を確実にするために、二次転写ローラ3の張架ローラ2eへの加圧方向に対し、図8中θ分余分に嵌合させる係止部11cが形成されている。これにより、ボールベアリング2lが嵌合部11bより外れることがなく、中間転写ユニット2Aの本体枠に対する位置決め精度が保証される。
なお、前述した実施形態では装置本体30に対して開閉部材を回動可能に構成することで、開閉可能にした例を示したが、装置本体30に対して開閉部材を引き出し、挿入可能に構成することで開閉可能に構成しても同様に適用することができる。
以上のように、本実施形態の画像形成装置にあっては、排出ユニット51を中間転写ベルト2ごと装置本体上方に開放し、中間転写ベルト2を直接排出ユニット51に固定しないで揺動自在に係止することで、排出ユニット51から中間転写ベルト2を容易に取り外すことができ、交換作業性の向上が図られる。
また、排出ユニット51を閉じたときに、前記中間転写ユニット2Aは二次転写ローラ3へ向かって下り傾斜となるように構成されているため、排出ユニット51を閉じる過程で、中間転写ユニット2Aの自重により、排出ユニット51に対してスライド動作を行い、本***置決め部にガイドされて位置決めされる。つまり、位置決めには本体側板11のガイド形状、嵌合形状を適切に形成するだけの構成で良く、本構成が簡単で部品点数増大によるコストアップを招くことがない。
また、中間転写ユニット2Aに設けたボールベアリング2lと嵌合して中間転写ユニット2Aを位置決めする嵌合部11bに二次転写ローラ3の加圧に抗して中間転写ユニット2Aの移動を係止する係止部11cを設けたために、二次転写ローラ3によって押圧される中間転写ベルト2を支持する張架ローラ2eが確実に位置決めされる。これによりベルト張架ローラ2eと二次転写ローラ3のアライメントずれが解消され、色ずれ、転写不良等の画像への影響、スキュー、斜行等のシート搬送性への影響がなくなり、出力画像の安定化が図られる。
また、中間転写ベルト2と感光体ドラムが直接本体側板に位置決めされるので、中間転写ユニット2A内の一次転写ローラ位置精度を保証するだけで、感光体ドラムと一次転写ローラの位置ズレによる転写不良が解消可能である。
また、露光手段を本体側板間をつなぐ底板に固定すれば、中間転写ベルト、感光体ドラム、露光手段、二次転写ローラが装置本体枠に直接位置決めされるので、各要素の位置ズレが本体枠の精度だけで決定され、出力画像の更なる安定化が図られる。
また、排出ユニット51の回動支軸100と定着フレーム35の回動支軸101はそれぞれ装置本体に設けられ、且つ一方の支軸101が前記装置本体への操作方向手前側に設けられ、他方の支軸100が前記装置本体の操作方向奥側に設けられているために、排出ユニット51及び定着フレーム35を開くと装置全体が大きく開かれ、プロセスカートリッジの交換作業やシートジャム処理を容易に行うことが可能となる。
また、二次転写ローラ3は装置本体に対して揺動可能に設けられ、排出ユニット51を閉じた状態で定着フレーム35を閉じたときに中間転写ベルト2を押圧する構成であるため、位置決めされた中間転写ベルト2に二次転写ローラ3が押圧するようになり、両者が高い位置精度で当接するようになる。
さらに、中間転写ユニット2Aを直接排出ユニット51に固定しないで揺動自在に係止し、中間転写ベルトを本体側板で位置決めするようにしたことで、操作者が誤って排出トレイに接触したり、衝撃を加えても、この振動が直接中間転写ベルト2に伝わることがなく、出力画像の安定化が図られる。
画像形成装置の全体構成図である。 定着フレームを開放した状態を示す断面図である。 定着フレーム及び排出ユニットを開放した状態を示す断面図である。 排出ユニットの動作説明図であり、装置本体に対し閉じていく状態を示す。 排出ユニットの動作説明図であり、装置本体に対し閉じていく状態を示す。 排出ユニットの動作説明図であり、装置本体に対し閉じていく状態を示す。 排出ユニットの動作説明図であり、装置本体に対し閉じていく状態を示す。 排出ユニットの動作説明図であり、装置本体に対し閉じた状態を示す。
符号の説明
C …シートパス
1a,1b,1c,1d …プロセスカートリッジ
2 …中間転写ベルト
2A …中間転写ユニット
2a,2b,2c,2d …一次転写ローラ
2e,2f,2g …張架ローラ
2h …転写枠
2i …座面
2j …座面
2k …ボス
2l …ボールベアリング
2m …ロック部材
3 …二次転写ローラ
3a …圧縮バネ
3b …ホルダ
3c …二次転写ローラユニット
3d …支軸
4 …給送カセット
5 …定着器
6 …露光手段
7 …排出トレイ
7a …排出フレーム
7b …線バネ
7c …ガイド
7d …爪部
7e,7f …壁面
8 …ピックアップローラ
9 …レジストローラ
10a,10b,10c,10d …感光体ドラム
11 …本体側板
11a …ガイド部
11b …本体側板嵌合部
11c …係止部
21 …排出搬送手段
30 …装置本体
30a,30b,30c,30d …ボールベアリング
31 …電装基板
31a,31b,31c,31d …ドラムガイド部
32a,32b,32c,32d …嵌合部
35 …定着フレーム
35b …線バネ
36 …補強部材
51 …排出ユニット
100 …支軸
101 …支軸

Claims (3)

  1. 像担持体と、
    前記像担持体から転写されるトナー像を担持する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する張架部材とを備える中間転写ユニットと、
    前記中間転写ユニットを揺動可能に支持して装置本体に対して開閉可能な第1の開閉部材と、
    前記装置本体に設けられて、前記張架部材と嵌合することで前記中間転写ユニットを前記装置本体に対して位置決めする位置決め部と、
    前記装置本体に設けられて、前記中間転写ベルトを介して前記張架部材を圧して前記中間転写ベルトからトナー像を記録材に転写する転写部材を備える転写ユニットと、
    記録材に転写された像を定着する定着手段を備えて、前記装置本体に対して開閉可能な第2の開閉部材と、を有する画像形成装置において、
    前記第1の開閉部材が閉じた状態で前記第2の開閉部材が閉じたときに前記転写部材が前記中間転写ベルトを介して前記張架部材を圧するように前記装置本体の前記転写ユニットを移動させて、前記第1の開閉部材が閉じた状態で前記第2の開閉部材が開いたときに前記転写部材が前記中間転写ベルトから離間する方向に前記装置本体の前記転写ユニットを移動させる移動機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記移動機構は、前記第2の開閉部材に設けられたばねを備えて、
    前記ばねは、前記第1の開閉部材が閉じた状態で前記第2の開閉部材が閉じたときに前記転写ユニットを圧して、前記第1の開閉部材が閉じた状態で前記第2の開閉部材が開いたときに前記転写ユニットから離間することを特徴とする請求項1に記載された画像形成装置。
  3. 前記転写ユニットを前記装置本体に対して回動可能に支持する回動支持部を、前記転写ユニットよりも上方に設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
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